FRENLER

Transkript

FRENLER

25.02.2012
FRENLER
FRENLER
Frenler çalışmaları itibariyle kavramalara benzerler.
Kavramalar bir hareketin veya momentin diğer tarafa
iletilmesini sağlarlar ve kısa bir süre içinde iki
taraftaki hızlar birbirine eşit olur. Frenler ise bir
taraftaki hareketi durdurma ya da yavaşlatma görevini
yaparlar.
Her iki amaç içinde sürtünme sıvı-gaz enerjisini ve
elektromanyetik alan gibi fiziksel prensipler
uygulanır.
BAÜ. MMF. N.GERGER- A.ORAL
1
Frenler durdurma sırasında dönmekte olan bütün
elemanların kinetik enerjisini yuttuğundan sıcaklık
problemi kavramalarınkinden daha büyük önem
taşımaktadır.
Fiziksel prensipleri aynı olduğundan bir kavrama
fren, frende kavrama olarak kullanılabilir. Bununla
birlikte, pabuçlu, bantlı veya diskli gibi bazı özel
konstrüksiyonlar fren için daha çok tercih edilen
sistemlerdir.
3
İndirme Frenleri: Yükün hızlı inişini engelleyen
frenlerdir. Yükün kinetik ve potansiyel enerjisini
harcayarak çalışırlar.
Yürütme Frenleri: Hareket halindeki bir sistemin,
örneğin; bir taşıtın hızını yavaşlatan frenlerdir.
Kinetik enerji harcayarak görev yaparlar.
Tutma Frenleri: Herhangi bir yükün yerçekimi
etkisiyle inişini engelleyen frenlerdir. Potansiyel enerji
harcayarak görev yaparlar.
5
2
FRENLERİN
SINIFLANDIRILMASI
Kumanda Şekillerine
Göre
Yapacakları İşe Göre
*İndirme Frenleri
*Mekanik
*Yürütme Frenleri
*Pnömatik
*Tutma Frenleri
Çalışma Prensipleri ve
Konstrüksiyonlarına Göre
* Pabuçlu Frenler
*Diskli Frenler
*Hidrolik
*Bantlı Frenler
*Elektromanyetik
*Konik Frenler
4
Enerji denklemi:
Dönme hareketi yapan bir sistemin kinetik enerjisi:
Im= kütlesel atalet momenti
6
1
25.02.2012
Durdurma sırasında meydana gelen potansiyel enerji:
V1= Başlangıç hızı
V2= Son hız = 0
t= frenleme süresi
Böylece durma fonksiyonu yapan bir frenin yutması
gereken enerji;
Pabuçlu Frenler
Pabuçlu Frenler, dıştan pabuçlu ve işten pabuçlu
olmak üzere iki türdür. Esas olarak üç elemandan
oluşmuşlardır.
Sürtünme elemanı
Fren pabucu ve takozu
Fren tamburu
Pabuç adedine göre tek veya çift pabuçlu olarak
adlandırılır.
Frenleme sırasında bu enerji ısıya dönüşür.
7
8
Dıştan Pabuçlu Frenler
Sürtünme malzemesi
F
F
Fry
Pabuç
Pabuç
Sürtünme yüzeyi boyunca basıncın eşit yayılışı halinde
Fr
a
b
F
Fn
Sürtünme malzemesi
Frx
Fren tamburu
Fs
Fren tamburu
ω
9
10
Temas yüzeylerinde meydana gelen normal kuvvet;
Frenleme Momenti;
b1= pabuç genişliği
l= pabuç uzunluğu
O1 mafsal noktasına göre moment alınırsa;
11
12
2
25.02.2012
Çift Pabuçlu Frenler
Çift Pabuçlu Frenler
Çekme Çubuğu
f
Manivela
e
Taşıyıcı Kol
μFn
a
72o
Fn Fn
d
Fk
Ayar Civatası
b
Sürtünme Malzemesi
μFn
l
Fren Sistemi Tabanı
Frenlemenin olması için
13
14
Pabuçlu Frenler İçin Bazı Karakteristik Malzemeler
ve Özellikleri
olmalıdır.
Balata Malzemesi
Tambur
Max. Sıcaklık C Pmax (N/cm2)
80-150
μ
Dökme Demir
Dökme Demir 260-300
Odun
Dökme Demir 100
5-50
0,2-0,35
Odun
Çelik
100
5-50
0,25-0,35
Asbest Dokuma
Çelik-D.D
200
5-100
0,3-0,5
Preslenmiş Asbest
Çelik-D.D
250
5-800?
0,2-0,4
300-600
5-150
0,15-0,35
Cu ve Fe Bazlı Sinter Metal Çelik-D.D
k
0,15-0,25
15
16
17
18
Kendi Kendine Kilitlenme Durumu
a
b
Fn
O
c
Fs
D
ω
3
25.02.2012
Ft = çevresel kuvvet
Tamburun dönüş yönü ters olursa sürtünme kuvveti
yön değiştirerek
olur.
için kendi kendine kilitlenme olur
1. halde Fs kuvveti kendiliğinden bir frenleme
momenti oluşturur. (kendi kendine kilitlenme)
19
Bantlı Frenler
Basit bir konstrüksiyona sahip
küçük frenleme momentlerinde
frenler bir fren tamburu ile bir
malzemesi bulunan çelik bir
gelmişlerdir.
Bant ucunun kumanda koluna
bağlanış şekline göre; basit,
diferansiyel ve integral bantlı
frenler mevcuttur.
20
Euler’ e göre
olan bantlı frenler
kullanılırlar. Bantlı
yüzünde sürtünme
banttan meydana
F1 ve F2’ nin O1 noktasına göre
momenti, frenleme momenti
O1
Gergin kol
F1
Gevşek kol
F2
F1
F2
21
22
Basit Bantlı Frenler
Dönme ters yönde olur ise F1 ve F2 kuvvetleri yer
değiştirir.
O1
F2
F1
F
b
a
Uçlardan biri mafsala
diğeri fren koluna bağlanır.
23
24
4
25.02.2012
Diferansiyel Bantlı Frenler
Saat ibresi dönüş yönü için
β
O1
veya
b2 F2
F1
olur ise
olur
Bu ise bir kuvvet olmadığı halde frenin kendiliğinden
tutması yani kilitlenmesi demektir.
Fren tertibatının dönmesi halinde gergin kol ve
gevşek kol yer değiştirir.
F
Bu durumda aynı frenleme momenti için daha büyük
bir F kuvveti gerekir.
a
Uçların her ikiside fren koluna bağlanır.
25
İntegral Bantlı Frenler
Her iki dönme yönünde
frenleme kuvvetinin aynı
olması
istenildiğinde
bu
β
frenler kullanılır.
Problem
F1
F
b
F1
b
Şekildeki diferansiyel bantlı
frenin koluna 220 N luk frenleme
kuvveti uygulanmaktadır.
μ=0,4 tür
O
O1
F2
26
F2
a=50
F=220 N
b=100
a
c=200
27
28
a) Saat ibresi yönünde fren kilitlenmiş durumda ise;
Tambura saat ibresi yönünde 450 N.m lik döndürme
momenti uygulandığında banttaki maksimum ve
minimum kuvvetleri hesaplayınız.
olması gerekir
ise
Bu durumda fren kritik kilitlenmiş durumdadır.
29
30
5
25.02.2012
Problem
den yararlanarak kuvvetleri bulamayız.
Fn
Fs
Ft
O
F1
31
Şekildeki bantlı frende sürtünme
katsayısı μ=0,3 tür ve bantın
maksimum çalışma basıncı 1000 kPa
dır. Bant genişliği 50 mm olduğuna
göre a) F kuvvetinin sınır değeri
nedir?
b) Frenin sağlayacağı momenti
bulunuz.
F2
F
32
a)
olmalı
b)
Not:
33
değildir. β’ nın gerçek değerini bulunuz.
34
Fren Momentinin Hesaplanması
Frenlerin görevi hareketi durdurmak olduğuna göre
sistemde motor miline bağlanmasında yarar vardır.
Dişliler arasındaki çevrim oranı
z4
n
ω 0 I z1
ω2
III
(II . milin açısal hızı)
(III . milin açısal hızı)
ω1 II
z2
z3
35
36
6
25.02.2012
Bu sonuçlardan motor milindeki döndürme momentinin
en düşük olduğu görülmektedir. Frenin mili durdurması
için döndürme momentini yenmesi gereklidir. Bu
nedenle frenin döndürme momentinin en küçük olduğu
mile takılmasında yarar vardır.
‘ den
Motor milindeki döndürme momenti
II. mildeki döndürme momenti
Fren momenti :
III. mildeki döndürme momenti
M* : frenin takıldığı mile indirgenmiş tahrik momenti
Fren motor miline takılı ise M*=Mmot alınır.
37
η : sistem verimi
fren mili ile
kaldırma mekanizması arasında ne kadar dişli v.b.
mekanizma varsa bunların sürtünme kayıplarının fren
momentini azaltıcı yönde faydaları vardır.
S: fren emniyet katsayısı
S: 1,3…1,5 (elle çalışan makinelerde)
S: 2…3
(motorlu kaldırma makinelerinde)
S: 3…4
(kepçeli ve büyük kaldırma makinelerinde)
38
Kaldırma (Tutma) Frenlerinin Hesabı
MY : Yük momenti
MÖ : Öteleme hareketini durdurma momenti
MD : Dönen kütleleri durdurma momenti
FHT : Tambura etki eden toplam halat kuvveti
D : Tambur çapı
39
i : frenin takıldığı mil ile tambur mili arasındaki
çevrim oranı
40
I*: Dönen kütlelerin fren miline indirgenmiş kütlesel
atalet momentleri
: Frenleme başlangıcı ve bitimi arasındaki açısal hız
m: halat yükü
v : Frenleme başlangıcı ve bitimi arasındaki halat hızı
af : Frenleme ivmesi
tf : Frenleme ivmesi (2...5 sn)
Vö: Öteleme Hızı
41
42
7
25.02.2012
Kütlesel Atalet Momentleri
Dönme merkezine göre:
Dönen kütlelerin kütlesel atalet momentleri savurma
momenti cinsinden alınabilir.
d
GD2 : savurma momenti
L
di
dd
L
nf : fren milinin frenleme başlangıcı ve bitimi arasındaki
devir farkı
43
h
R
L
44
Öteleme Hareketi İçin Fren Momenti
Kütlesel atalet momenti
Kütle
r1
MÖ : Öteleme hareketini durdurma momenti
MD : Dönen kütleleri durdurma momenti
r2
MR : Statik rüzgar momenti
MW : Direnç momenti
m
45
46
: frenleme ivmesi
(tüm tekerleri tahrikli)
(iki teker tahrikli)
Gtop : Araba + (veya) köprü tarafından taşınan toplam
yük
D: Teker çapı
i: Teker ile fren mili arasındaki dişli mekanizmanın
çevrim oranı
VÖ : Öteleme hızı
Vf : Frenleme
sonundaki hız
BAÜ. MMF. N.GERGERA.ORAL
47
MR : Kapalı yerde sıfır
A : Rüzgara dik kesit
PR : Rüzgar basıncı
FN : Toplam direnç kuvveti
48
8

FRENLER

Transkript

Benzer belgeler

Lupus Tedavisinde Yeni İlaçların Yeri

trisulfakin - Etkin İlaç

Fren ayarı: çalışma boşluğu